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多模块自动对接设备

2023年09月17日

1、案例概要

根据客户提出的初始方案和使用需求，多自由度平台模块对接系统由1个主车系统和2个副车系统组成，首先完成主车系统和样机模块的安装放置，然后由副车系统1、2分别承载样品模块1和模块2在主车系统前后放置。通过组合平台、控制系统、传感系统、信息反馈系统调整模块之间的位置和姿态关系，将模块间的对接距离自动缩短至预定的距离和偏角后，采用人工确认模块连接耳上螺纹孔和通孔之间的偏差，并进行角度或位移的微调，从而达到模块间螺栓的安装需求，并最终在主车系统上完成3个样品模块的对接。

多模块对接的场所为一般地面平整的厂房，每个模块的尺寸为700*700*400（mm），质量为100kg左右；各模块之间由四个连接耳上16个M8的螺栓链接，螺栓通孔的直径为8.5mm，外形结构如下图所示：

模块外形尺寸.png

图1-1 模块外形尺寸

设备方案.png

图4-1设备方案

2、设备组成以及功能描述

序号	设备名称	功能描述
1	高精度传感系统装置	通过在工装上固定传感器支架实现双轴倾角仪、高精度2D激光轮廓仪、轮廓仪标定块以及三自由度手动角位移台安装，实现对接过程中主副车位置和姿态的实时检测。
2	模块专用工装	模块对接工装需预留传感器支架的安装孔位，并实现3个模块对接后的高承载要求（>600kg），工装的对接面需满足一定的平面度要求。
3	高精密电动直线位移台	安装于主副车系统模块工装下方，线轨定向，由伺服电机驱动精密滚珠丝杠副调整零件在x y方向的位置，采用高精度光栅尺实现闭环控制。
4	高精密电动角位移台	安装于主副车系统移动底座上方，内置圆光栅，采用伺服电机驱动精密研配的蜗轮蜗杆结构推动平台沿x y轴摆动，以实现对接样品空间姿态的一致。
5	升降地脚支撑系统	主要承载以上各移动部件，当小车整体移动到指定位置后，升起地脚支撑，避免小车晃动，保证对接系统的平稳。
6	高精密电动旋转台	安装于副车系统模块和工装的下方，采用伺服电机驱动惊艳蜗杆，加装圆弧光栅，实现闭环控制。
7	高精密电动升降台	采用精密涡轮副驱动，加装进口高品质滚珠丝杠传动，周边四导轨过定位配置，实现主车及对接模块在垂直方向上无偏载高精度移动。
8	运动控制系统	运动控制系统实现伺服电机的全闭环控制，满足多轴同步直线运动和转动，主要包含机柜、工控机和运动控制卡等几部分，并能完成传感器数据处理。